Номер 8.1, страница 45 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 8. Тепловые двигатели - номер 8.1, страница 45.

Условие.

8.1. Приведите примеры превращения внутренней энергии пара в механическую энергию тела.

Решение.

8.1. Превращение внутренней энергии пара в механическую энергию является фундаментальным принципом, на котором основана работа многих тепловых двигателей. Внутренняя энергия пара, представляющая собой сумму кинетической энергии хаотического движения его молекул и потенциальной энергии их взаимодействия, может быть преобразована в направленное движение тел (то есть в механическую работу).

Приведем несколько примеров этого процесса:

1. Паровая турбина. Это основной двигатель на тепловых и атомных электростанциях. В котле вода нагревается до образования пара высокой температуры и давления. Этот пар направляется на лопатки турбины. Расширяясь и проходя через сопла, пар приобретает огромную скорость. Струи пара ударяют по лопаткам, заставляя ротор турбины вращаться с большой частотой. Таким образом, внутренняя энергия пара преобразуется в кинетическую энергию вращательного движения турбины, которая, в свою очередь, вращает электрогенератор.

2. Паровая машина. Классический пример — паровоз. В паровой машине пар под давлением поступает в цилиндр и толкает поршень. Расширяясь, пар совершает работу, перемещая поршень. Это поступательное движение поршня с помощью кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращательное движение колес. Внутренняя энергия пара переходит в кинетическую энергию движения поршня, а затем и всего поезда.

3. Бытовой пример: крышка на кипящем чайнике или кастрюле. Когда вода кипит, образующийся пар накапливается под крышкой. Давление пара увеличивается, и он, расширяясь, совершает работу по поднятию крышки. В этот момент внутренняя энергия пара превращается в потенциальную энергию крышки (когда она поднимается) и ее кинетическую энергию (когда она подпрыгивает).

Во всех перечисленных случаях, совершая работу, пар расширяется и охлаждается, так как часть его внутренней энергии расходуется на совершение этой работы, что соответствует первому закону термодинамики.

Ответ: Примерами превращения внутренней энергии пара в механическую энергию являются: работа паровой турбины на электростанциях, работа паровой машины в паровозе, подпрыгивание крышки на кастрюле с кипящей водой.